Appareil de repérage de niveau

La présente invention concerne un appareil de repérage de niveau tel que décrit dans le préambule de la revendication 1 et, pouvant être utilisé, mais non exclusivement, à diviser en parties égales un segment de longueur variable par un nombre diviseur quelconque entier.

Elle s'applique notamment au dosage de produits liquides et en particulier à la réalisation de mélanges de peinture dans lesquels les différents constituants sont dosés en partie de mélange.

On sait qu'un tel appareil de repérage de niveau comprend habituellement une sonde, mobile verticalement, et dont la position par rapport à un point fixe tel que, par exemple, le fond d'un récipient, est relevée grâce à au moins deux transducteurs, à savoir, un transducteur servant à régler l'amplification de l'appareil, c'est-à-dire la longueur du segment à diviser qui est concrétisée par l'écart maximum entre le point fixe et la sonde, et un transducteur pour mesurer le déplacement entre le point fixe et la sonde, lorsque l'on déplace cette dernière dans l'intervalle du segment.

A l'aide des informations délivrées par ces deux transducteurs, il est possible, à l'aide d'un dispositif du type de celui décrit dans FR-A1-2413631, de diviser le segment en parties égales par un diviseur quelconque entier et d'afficher successivement, lorsqu'on déplace la sonde par rapport au point fixe, dans l'intervalle du segment, les divisions successives avec leur numération en partie.

Dans l'application de l'appareil selon l'invention au dosage volumétrique des parties de liquides, le segment de longueur variable est concrétisé par la distance qui sépare l'extrémité de la sonde et le fond du récipient de dosage.

Ainsi, pour effectuer un dosage à l'aide d'un dispositif pour diviser en parties égales un segment de longueur variable du type de celui précédemment mentionné, on affiche tout d'abord la longueur du segment à diviser, c'est-à-dire la hauteur totale désirée de liquide à préparer, par exemple 130 mm pour 1000 divisions du compteur ou 195 mm pour 1500 divisions, avec la même amplification.

En déplaçant la sonde du fond du récipient de dosage jusqu'à la hauteur totale de liquide à préparer, l'affichage indiquera les fractions successives, de 0 à 1000 (et même au-delà, en cas de millièmes supplémentaires à rajouter).

Par FR-A1-2 296 167, on connaît un appareil de repérage de niveau comprenant une tige portant, à sa partie inférieure, une palette de repérage de niveau et pouvant être déplacée verticalement à partir d'un bouton de manoeuvre. Ce bouton entraîne, par l'intermédiaire de pignons, une vis mère sur laquelle est vissée une pièce dont une partie forme écrou et qui est solidaire d'une colonne portant une potence sur laquelle est fixée ladite tige. La susdite vis attaque directement, par un système de pignons de renvoi, l'axe d'un compteur qui permet d'afficher les volumes de liquide dont le niveau correspond à la position de l'arête inférieure de la palette.

Par FR-A1-2416050 on connaît également un appareil pour la réalisation de mélanges de produits fluides faisant intervenir une colonne verticale fixée sur un socle, un ruban sans fin gradué supporté par deux galets montés sur la colonne, une tige filetée parallèle à la colonne et tournant librement sur son axe par actionnement d'un bouton moleté monté à son extrémité, et une potence montée coulissante sur la colonne et portant une jauge de profondeur dont l'extrémité porte une palette. Cette potence comprend pour sa manoeuvre un engrenage entraîné par une molette et venant en prise sur la tige filetée, ainsi que, pour permettre l'affichage de la mesure, un index disposé à proximité du ruban gradué. Une telle disposition permet d'obtenir un réglage grossier et un réglage fin de la position de la potence grâce à la susdite molette et au susdit bouton moleté. Le réglage du zéro peut en outre être obtenu en faisant circuler le ruban sur ses galets.

Les deux appareils connus précédemment décrits permettent d'effectuer la mesure directe d'un volume de liquide contenu dans un récipient. Toutefois ils ne conviennent pas pour réaliser des mélanges dans lesquels les différents constituants sont dosés en partie de mélange.

L'invention a donc plus particulièrement pour but la réalisation d'un appareil de repérage de niveau présentant une grande précision et facile à manipuler, de manière à ce qu'il puisse être utilisé par une main-d'oeuvre peu familiarisée aux techniques de dosage et, en particulier, aux dosages en parties de mélange, par exemple par des carrossiers en automobile.

A cet effet, l'appareil de repérage de niveau selon l'invention comprend tout d'abord, d'une façon analogue à celle décrite dans le brevet FR 2 296 167:

• - un premier boîtier fixé au support de l'appareil;
• - une sonde portant à son extrémité inférieure un détecteur de niveau monté sur un élément de support solidaire d'une colonne verticale coulissant axialement dans une glissière fixée dans ledit boîtier;
• - une tige verticale montée pivotante autour de son axe par rapport au boîtier à proximité de ladite colonne, et pouvant être en- trainée en rotation au moyen d'un dispositif d'entraînement commandable manuellement;
• - un écrou solidaire de ladite colonne, dont le filetage coopère avec le filetage de la tige filetée de manière à obtenir un déplacement axial de la colonne lors de la rotation de la tige filetée; et
• - un dispositif de transmission assurant la commande d'un premier potentiomètre destiné à fournir une tension représentative de la position de la colonne.

Cet appareil est caractérisé en ce que ladite sonde est montée avec possibilité de réglage en hauteur, ledit écrou est débrayable et peut prendre, sous l'effet d'un dispositif de commande, deux positions, à savoir une position embrayée dans laquelle les filets de l'écrou coopèrent avec le filetage de la tige filetée, de manière à obtenir un déplacement axial de la colonne lors de la rotation de la tige filetée, et une position débrayée dans laquelle les filets de l'écrou sont écartés du filetage de la tige filetée, cette position débrayée autorisant un libre coulissement de la colonne dans la glissière, en ce que ledit dispositif de transmission consiste en une courroie crantée ou une chaîne sans fin, s'étendant parallèlement à ladite colonne et montée sur deux galets respectivement supérieur et inférieur, dont l'un entraîne ledit premier potentiomètre, ladite courroie ou ladite chaîne étant entraînée par ladite colonne au moyen d'une pièce de liaison, et en ce que, sur le galet inférieur, est monté un dispositif limiteur de vitesse.

On notera que le détecteur de niveau peut, avantageusement, consister en une palette comportant, dans sa bordure inférieure, une protubérance prévue de manière à provoquer, lorsqu'elle rentre en contact avec le liquide, un pré-flash capillaire, et une partie inclinée portant un repère indiquant le moment où le liquide atteint le niveau définitif.

Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels:

• La fig. 1 est une coupe schématique permettant d'expliquer le principe de l'appareil de repérage de niveau selon l'invention;
• les fig. 2 et 3 représentent respectivement en coupes, verticale longitudinale (fig.2) et transversale (fig. 3) un mode de réalisation de l'appareil;
• la fig. 4 est une coupe verticale transversale partielle permettant de mettre en évidence le mode du montage du potentiomètre;
• la fig. 5 est une coupe horizontale selon A-A de la fig. 1;
• la fig. 6 représente le dispositif de repérage, vu de côté;
• les fig. 7 et 8 représentent deux types de détecteurs à palettes actuellement utilisés sur le marché;
• la fig. 9 représente un détecteur à palette perfectionné selon l'invention;
• la fig. 10 est un croquis à plus grande échelle représentant le profil du détecteur à palette représenté fig. 9, avec, au-dessous, sa courbe de sensiblilité.

Avec référence à la fig. 1, l'appareil de repérage de niveau comprend une sonde 1 constituée par une tige verticale 2 portant, à son extrémité inférieure, une palette de détection de niveau 3 et qui passe, dans sa partie supérieure, au travers d'un perçage 4 ménagé dans une traverse horizontale 5. La fixation de cette tige 2 dans la traverse 5 peut être réalisée grâce à une vis à tête moletée 6 venant se fixer dans la traverse 5.

La traverse 5 est elle-même solidarisée au moyen d'un montage similaire (perçage 7, vis moletée 8) à une colonne verticale 9 montée coulissante dans une glissière 10 (représentée schématiquement en traits interrompus) montée fixement à l'intérieur du boîtier 11 du dispositif.

A proximité de cette glissière 10 et à l'intérieur du boîtier 11, est montée pivotante une tige filetée verticale 12 entraînée, à partir d'un volant de manoeuvre 13, par l'intermédiaire de deux pignons hélicoïdaux 14, 15 dont l'un est solidaire de la tige filetée 12. Cette tige 12 pourrait également être entraînée à partir d'un moteur télécommandé 16 (représenté en traits interrompus).

Par ailleurs, sur la partie inférieure de la colonne 9 est monté un écrou débrayable 17 commandé par une tige 18 actionnable par un bouton 19.

Sous la commande de cette tige 18, l'écrou débrayable 17 peut prendre deux positions à savoir:

• - une position embrayée dans laquelle il coopère avec la tige filetée 12, de sorte que la rotation de la tige filetée 12 entraîne un coulissement axial de la colonne 9, et
• - une position débrayée dans laquelle les filets de l'écrou 17 sont dégagés du filetage de la tige filetée 12, de sorte que la colonne 9 peut coulisser librement dans sa glissière 10.

L'extrémité inférieure de la colonne 9 est reliée, grâce à une pièce de liaison 20, à une cour- roi crantée 21 montée sur deux galets 22, 23 dont l'un, le galet 22, entraîne un potentiomètre 24 qui fournit en conséquence, à tout moment, une tension représentative de la position de la colonne 9.

Les fig. 2 à 6 ne font que préciser des détails d'exécution d'un mode de réalisation d'un appareil de repérage de niveau fonctionnant sur un même principe que celui représenté fig. 1.

Ainsi, dans ce dispositif, d'une façon analogue à celle précédemment décrite, un volant de manoeuvre 13 commande la rotation d'une tige filetée 12 par l'intermédiaire de pignons hélicoïdaux 14, 15. Sur cette tige filetée 12 engrène un écrou débrayable 17 (fig.5) qui ne comprend qu'une fraction de filet 25 et est commandé au moyen d'une tige verticale 18 excentrée actionnée par un bouton 19.

L'écrou 17 est monté, avec rappel par ressort, dans un boîtier 26 qui est lui même solidaire d'une colonne verticale 9 par l'intermédiaire d'une plaque 27, laquelle est bloquée en rotation par l'intermédiaire d'un roulement à billes 28 coopérant avec une chemin de roulement solidaire du corps de l'appareil.

Sur cette colonne verticale 9, qui coulisse entre deux paliers 30, 31, est fixée une traverse 5 qui porte à son autre extrémité la sonde 1 dont la position en hauteur est réglable au moyen de la vis à tête moletée 6.

Sur la plaque 27 vient se fixer, grâce à une vis 32 (fig.5), une courroie crantée 21 qui engrène sur deux galets dentés 22, 23, qui tournent librement dans des roulements à billes. A l'intérieur du galet 22, est prévu un alésage recevant l'extrémité de l'axe 24' du poteniomètre 24, l'axe étant immobilisé par une vis 33. Le corps du potentiomètre 24 est bloqué en rotation par une plaquette 34 elle-même empêchée de tourner par un ergot 35 (fig. 4).

On notera que, par cette disposition, le potentiomètre 24 ne subit aucune contrainte qui pourrait être créée par un mauvais alignement de l'axe 24' puisqu'il est suspendu sur un axe 24' et seulement maintenu en rotation.

Par ailleurs, du fait que le potentiomètre 24 ne peut pas accepter une vitesse de rotation élevée (supérieure à 300 tours par minute), ce qui serait le cas si on débraye l'écrou 17 lorsque l'équipage mobile est en position haute, du fait du mouvement uniformément accéléré de descente dû au poids de cet équipage, on a prévu un limiteur de vitesse.

Ce limiteur se compose d'une cloche cylindrique 51 solidaire du bâti par deux vis 52 et concentrique avec l'axe du galet inférieur 23.

Sur ce galet 23 est fixée une pièce cylindrique 53 munie de deux axes 54 qui retiennent deux masselottes 55 dont le poids est calculé de telle manière, qu'au cours de la descente, l'effort centrifuge les applique fortement sur la face interne de la cloche 51 provoquant un effort normal et par conséquent une réaction de frottement s'opposant au mouvement et en tout cas limitant la vitesse maximum de descente des parties mobiles verticalement.

Un ressort de rappel maintient les deux masselottes éloignées de la cloche lorsqu'on utilise l'appareil en mesure, afin d'éviter un frottement parasite.

L'appareil de repérage de niveau précédemment décrit comporte, en outre, un boîtier de commande 36 dans lequel est logée toute la partie électronique et, en particulier, un dispositif pour diviser en parties égales un segment de longueur variable du type de celui décrit dans FR-A1-2 413 631. La face avant 37 de ce boîtier de commande 36 comporte les afficheurs luminescents 38 (fig. 6) donnant la numération en parties de mélange, un bouton de comptage 39 commandant le potentiomètre 40 de réglage d'amplification prévu par exemple pour qu'il affiche 1000 divisions pour 10 tours du potentiomètre, et un bouton 41 qui effectue la commande d'un potentiomètre 42 servant à la remise à zéro, en fin de course. Cette face avant comporte en outre une plaque photogravée 43 comportant un tableau à deux entrées donnant le nombre de graduations du potentiomètre d'amplification pour différentes quantités de mélange à préparer et ce, en fonction du diamètre du récipient de dosage.

Ainsi, pour effectuer un dosage, l'opérateur ayant à préparer une certaine quantité de produits, sélectionne sur la plaque photogravée 43, en regard de la quantité à préparer, le diamètre du récipient le plus convenable ainsi que l'indication du réglage correspondant pour le potentiomètre d'amplification 40.

Ensuite, il place le récipient sur l'appareil, remonte la sonde 1 d'une quantité suffisante et rebloque celle-ci provisoirement avec le bouton moleté 6. Puis, en actionnant le bouton de débrayage 19, il laisse redescendre l'ensemble de la traverse 5 et de la colonne 9 jusqu'en fin de course basse. Il ajuste ensuite le compteur 38 à zéro au moyen du potentiomètre 42, et enfin, en débloquant le bouton moleté 6, il laisse descendre la sonde 1 et la palette 3, jusqu'au fond du récipient.

L'appareil se trouve donc réglé à la position zéro. Il suffit ensuite de manoeuvrer le volant 13 jusqu'à l'indication correspondant à la première quantité de produit à mélanger qui apparaît sur les afficheurs luminescents 38.

L'opérateur verse alors, avec les précautions voulues, le liquide dans le récipient jusqu'à observation d'un flash sur la pointe de la palette 3, et, ensuite, en versant très doucement, jusqu'à ce que l'on atteigne le trait 48 gravé sur cette palette.

On procède ensuite au réglage de la deuxième quantité, et ainsi de suite, jusqu'à la division 1000, ou plus, selon les réglages de l'appareil.

Comme précédemment mentionné, le détecteur de niveau disposé à l'extrémité inférieure de la sonde peut consister en une palette permettant d'indiquer à l'opérateur:

• a) qu'il approche du niveau final,
• b) qu'il atteint le niveau final.

A cet effet, les palettes comportent une protubérance 45 occasionnant un pré-flash capillaire très visible à l'oeil nu, et, quelques millimètres plus haut, une conformation 46 permettant d'obtenir un deuxième flash capillaire (fig. 7), soit une montée progressive 47, jusqu'à un repère gravé 48 (fig. 8).

L'invention propose, en vue d'augmenter la précision de cette détection, un perfectionnement consistant à obtenir une sensibilité variable et progressive depuis le moment où la protubérance 45 a provoqué un pré-flash, jusqu'au moment où il atteint le niveau définitif (fig. 9).

A cet effet, la palette comprend, dans sa bordure inférieure adjacente à la protubérance, une portion circulaire AB de rayon R et de centre X suivie d'une portion droite BCD inclinée par rapport à l'horizontale, la droite XD étant perpendiculaire au segment BD (fig. 10).

A titre d'exemple, on constate sur le croquis représenté fig. 10 à l'échelle 5, que dans la première partie de la palette, la sensibilité (courbe 49) correspond à environ 2,4 mm de déplacement horizontal du point de contact pour 1 mm d'élévation du niveau de liquide (parties A'B' de la courbe de sensibilité).

Par contre, dans B', C', D', on constate qu'une élévation de liquide de 0,1 mm correspond à un déplacement horizontal du point de contact de 2,5 mm, soit 10 fois plus que précédemment.

Il en résulte qu'avec un opérateur moyennement entraîné, on peut très facilement apprécier une différence de niveau de un dixième de millimètre et même un déplacement de niveau lorsque le point de contact se situe dans la partie CD de la palette.